长沙超深基坑开挖对附近建筑物保护的技术

发布时间：2014-07-27 16:06

　　1、工程概况
　　1.1 设计简介
　　滨江新城站位于长沙市岳麓区银杉路与杜鹃路交叉口，东西走向，全长252m，标准宽度为25m，基坑开挖深度32.8m；为地下三层三跨现浇框架结构。滨江新城站平面位置见图1-1所示。车站主体围护结构采用φ1250mm@1450mm钻孔灌注桩+φ600mm旋喷桩止水帷幕，基坑内支撑采用钢筋混凝土支撑+φ609mm×16mm钢管支撑，基坑内部设临时立柱+抗拔桩。
　　1.2 周边环境
　　1）道路现状与地面交通
　　现场以城市道路、路侧市政绿地为主，地势平坦，东西向的杜鹃路为双向6车道，目前车流量不大；南北向的银杉路为双向6车道，目前车流量较大。由于施工需要，对杜鹃路进行全部封闭。
　　2）周边建（构）筑物
　　车站两侧建筑较多，北侧主要为沐澜酒店（距车站主体围护结构约2m，基础形式为条形基础，基础深1.7m）。枫林美景居民楼群（12号楼距车站围护结构约5m，13号楼距车站围护结构约13m，17号楼距车站围护结构约19m；基础形式为桩基础）。在建天骄府邸小区（距车站主体围护结构约15m，基础形式为桩基础）。南侧为市政府机关大院（距车站主体围护结构约17m）。具体与主体结构位置关系见图1-1所示。
　　受车站施工影响重大的建筑为东北角的沐澜酒店和西北角的枫林美景12号居民楼；对在建天骄府邸小区和市政府机关大院房屋建有影响。
　　1.3 工程地质及水文地质
　　1）工程地质
　　本站存在素填土（层厚1.49m）；粉质粘土（层厚4.0m）和粗圆砾土（层厚0.9m）；泥质砂岩、砾岩，全风化沙质板岩（层厚1.98m），强风化沙质板岩（层厚18.69m）和弱风化沙质板岩（层厚10.47m）等。车站底板埋深29.79m，底板主要置于弱风化沙质板岩地层中。
　　2）水文地质
　　工程场地内地下水类型主要为孔隙潜水及强～弱风化基岩裂隙水。孔隙潜水主要受大气降水及地表水补给。基岩裂隙水赋存于强风化、中风化基岩裂隙中，由于节理裂隙多呈闭合状，地下水赋存量较小。潜水稳定水位埋深1.75～8.52m，基岩裂隙水稳定水位埋深1.80～9.27m。
　　2、建筑物加固保护技术
　　2.1 周边建筑物基础型式
　　2.1.1 沐澜酒店基础
　　由于滨江新城站结构优化后，所有建筑物均不拆除，其中沐澜酒店距主体结构只有3m，距围护结构只有2m。且沐澜酒店为条形基础，基础深度为1.7m，如图2-1所示。
　　2.1.2 枫林美景12号居民楼基础
　　枫林美景12号居民楼距车站围护结构5m，为桩基础，如图2-2。
　　2.1.3 在建天骄府邸小区基础：在建天骄府邸小区距车站主体围护结构约15m，基础形式为桩基础。
　　2.1.4 市政府机关大院基础：市政府机关大院距车站主体围护结构约17m。
　　2.2 保护方案
　　先靠近主体围护结构一侧施作刚性隔离桩，而后在刚性隔离桩与建筑物之间施作袖阀管注浆措施改良建筑物基础下土体，提高其强度和承载力，达到防止建筑物侧压失稳；最后，笔耕论文新浪博客，在车站施工过程中，根据监控量测反馈数据，对建筑物基础采用二重管动态注浆加固。具体保护形式见图2-3所示。
　　1）沐澜酒店保护方案：
　　先紧贴围护桩外侧（距建筑物边缘约2.0m处）施作两排φ150mm（内插φ147mm钢管）刚性隔离桩，孔间距0.3m梅花形布置，孔深18.0m；而后在刚性隔离桩与建筑物之间施作一排袖阀管注浆，孔间距0.3m，与水平面夹角为70°，孔深为9m；沿建筑物加固长度66m。沐澜酒店基础保护图见图2-4、图2-5。
　　2）枫林美景12、13、17号居民楼及市政府机关大院保护方案同沐澜酒店处，均采用施作两排φ150mm（内插φ147mm钢管）刚性隔离桩+一排袖阀管注浆（孔间距0.3m，与水平面夹角为60°）的加固形式。
　　3）天骄府邸小区保护方案：
　　由于天骄府邸小区距离车站结构较远（最近处为13.5m），此处保护措施可在车站结构施工过程中根据监控量测反馈信息，采取二重管钻机动态注浆。
　　2.3 刚性隔离桩施工技术
　　1、所需的机具设备及材料
　　1）钻孔机械：采用XY-4、XP-100型钻机各1套，套管护壁（垂直钻孔时采用）进行钻孔。
　　2）注浆机械：采用1套ZBYB-70～11/5-7.5型双液注浆泵，并配备高压注浆管路系统和制浆设备。
　　3）钢管：每节长6米、外径147mm的钢管。
　　2、施工工艺
　　1）钢管桩加工
　　为更好地加固土体，确保注浆扩散效果，需在钢管侧壁上钻孔，钻孔间距300mm，钻孔直径10mm，孔位互成90度。施工中将钢管桩分段下料，钢管前方加工内斜成尖头状并封闭尖端，以防止下管过程中泥砂涌入。距钢管上端头2.9m处位置焊接外径为φ200mm的钢挡板（环状），φ147钢管从挡板中间穿过，并与钢板焊接牢固，用以隔离钢管周围的上下缝隙；各节钢管之间采用丝扣连接。
　　2）钻进成孔
　　为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。钻进前3～5m时，要反复校核钻杆方向，调整钻机位置，用挂线检测偏斜，无问题后方可继续钻进。
　　3）钢管桩安装
　　钻至指定深度后，停止钻进，将钻杆提起。钢管桩下入孔内前先配管，连接时同时保证钢管的同心度。
　　3、注浆
　　为防止施工中出现串孔和浆液沿地层大量流失的现象，必要时采用跳孔注浆、间歇注浆及添加速凝剂的措施来预防。
　　1）注浆参数的选择：
　　注浆扩散半径：0.4m；注浆速度：30～50L／min；注浆终压：0.7～1.0MPa；W／C=1：0.8；
　　平均单孔每延米注浆量：Q=3.14×R2×L×v×η×n=3.14×0.42×0.35×0.8×1.15×1=0.1056（m3）
　　式中：Q:单孔注浆量（m3）、R:浆液扩散半径（m）取0.4m、v:注浆段土层孔隙率，取0.35m、0.075m为钻孔半径、η：浆液消耗系数，取1.15、n：浆液有效填充率，取0.8；
　　2）利用自制的注浆管及钢板焊接在钢管桩桩口，钢板上设有出气管与进浆管，进浆管由阀门来控制开关。采用砂浆麻丝封闭钢挡板以上的土面与钢管桩间的孔隙，防止漏浆。
　　3）注浆时，采取低压力中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐渐减少，当压力升至注浆终压时，继续压注10分钟，方可结束注浆。
　　3、基坑开挖过程内支撑架设对周边建筑物保护的作用
　　在做好基坑开挖前对周边建筑物的预加固处理措施后，基坑开挖方法及内支撑体系的及时施作对周边建筑物的安全也起着至关重要的作用，不可小视。
　　滨江新城站基坑开挖采用反铲后退式分层、分段接力开挖方法，开挖时遵循“时空效应”原则，在开挖过程中严格执行 “水平分段、竖向分层、两侧对称预留反压土体、先支后挖”的要点。
　　土方开挖时空效应主要体现在：基坑周围地层位移随时间而变化；围护结构变形及内力随时间而变化；作用在支护结构上的土压力随时间而变化；基坑支护随土方开挖进度及时进行；应用时空效应原理进行土方开挖，利用土体自身控制地层位移的能力，基坑台阶两侧预留反压土体，每层土方开挖至设计支撑中心标高下0.5m后，及时架设钢支撑并施加设计预加轴力，水平分段、竖向分层，保证基坑开挖稳定及周边建筑物安全。
　　沐澜酒店距离车站主体基坑最近，本文着重对该部位监控量测沉降历时曲线图进行分析。沐澜酒店处监测点位布置如图3-1所示。
　　3.1 第一道钢筋混凝土支撑施工
　　车站主体第一道钢筋混凝土支撑直接作用于桩顶冠梁上，砼强度等级为C30、截面尺寸1000mm×800mm，浇筑时间为2011年4月19日，该时间段沐澜酒店处监测沉降历时曲线图如图3-2所示。
　　从图中可以看出，在基坑开挖至未施工第一道钢筋混凝土支撑之前（深度约3.5m），沐澜酒店沉降历时曲线总体呈下降趋势，自4月19日后，至21日呈明显上升趋势，说明车站第一道钢筋混凝土支撑施工完毕后砼强度逐步上升、受力，对减少周边建筑物沉降及基坑围护结构稳定起到显着作用。
　　3.2 第二道钢支撑施工
　　车站主体第二道钢支撑（φ609mm、t=16mm）中心标高为第一道钢筋混凝土支撑中心标高下5m，架设时间为2011年5月8日，该时间段沐澜酒店处监测沉降历时曲线图见下图3-3所示。
　　从图中可以看出，自5月8日后，沐澜酒店沉降历时曲线总体呈上升趋势，说明钢支撑的及时架设对减少周边建筑物沉降及基坑围护结构稳定起到显着作用。
　　3.3 第三道钢支撑施工
　　车站主体第三道钢支撑（φ609mm、t=16mm）中心标高为第二道钢支撑中心标高下4.5m，架设时间为2011年5月21日，该时间段沐澜酒店处监测沉降历时曲线图见下图3-4所示。
　　从图中可以看出，自5月21日后，沐澜酒店沉降历时曲线总体趋于稳定、安全可控。
　　3.4 第四道钢筋混凝土支撑施工
　　车站主体第四道钢筋混凝土支撑作用于围护桩身，其中心标高为第三道钢支撑中心标高下5.5m，砼强度等级为C30、截面尺寸1000mm×1000mm，浇筑时间为2011年6月1日，该时间段沐澜酒店处监测沉降历时曲线图见下图3-5所示。
　　从图中可以看出，在基坑开挖至第四道钢筋混凝土支撑位置时（深度约18.5m），沐澜酒店沉降历时曲线总体呈下降趋势，自6月1日后，曲线总体趋于减缓并逐步稳定，说明车站第四道钢筋混凝土支撑施工完毕后砼强度逐步上升、受力，对减少周边建筑物沉降及基坑围护结构稳定起到显着作用。
　　3.5 第五道钢支撑施工
　　车站主体第五道钢支撑（φ609mm、t=16mm）中心标高为第四道钢筋混凝土支撑中心标高下4.0m，架设时间为2011年6月14日，该时间段沐澜酒店处监测沉降历时曲线图见下图3-6所示。
　　从图中可以看出，此时沐澜酒店沉降历时曲线总体趋于稳定、安全可控。
 

 

本文编号：7008